Logo BSU

Please use this identifier to cite or link to this item: https://elib.bsu.by/handle/123456789/208400
Title: Ионный источник пучков большого сечения на основе модифицированной пеннинговской системы
Other Titles: Ion source of broad beams based on modified penning system / S.P. Nikulin, D.F. Chichigin, P.V. Tretnikov
Authors: Никулин, С. П.
Чичигин, Д. Ф.
Третников, П. В.
Keywords: ЭБ БГУ::ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ::Физика
Issue Date: 2003
Publisher: Минск : БГУ
Citation: Взаимодействие излучений с твердым телом: материалы V междунар. науч. конф., 6-9 окт. 2003 г., Минск. — Мн.: БГУ, 2003. — С. 381-382.
Abstract: Внедрение в промышленность различных ионно - лучевых технологий, связанных с обработкой крупногабаритных изделий, требует разработки ионных источников, обеспечивающих формирование пучков большого сечения. Предпочтительным при разработке таких источников является использование газоразрядных систем с холодным катодом, обладающих существенно более высоким ресурсом по сравнению с термокатодными системами. Пеннинговские системы ранее уже применялись в ионных источниках, но использовались обычно для получения узких приосевых пучков, что связано с резкой радиальной неоднородностью плазмы в этой системе. Ранее было показано, что при использовании неэквипотенциального катода, т.е. при разделении катода на отдельные элементы, на которые подавались различные потенциалы относительно анода, в Пеннинговской системе возможно получение однородной плазмы в значительной части газоразрядной камеры. Основываясь на результатах проведенных экспериментов и расчетов был изготовлен ионный источник с длиной и диаметром газоразрядной системы 150 и 135 мм, соответственно. Использовалась трехэлектродная ускоряюще-замедляющая система, состоящая из 163 отверстий диаметром 8 мм. Испытания проводились в непрерывном режиме горения разряда. Ускоряющее напряжение варьировалось в пределах 1-30 кВ, а ток разряда в пределах 30 - 100 мА. Ток ионного пучка в указанных условиях составлял 10 - 30 мА, причем он практически не зависел от ускоряющего напряжения и возрастал пропорционально току разряда. Таким образом эффективность извлечения, определяемая отношением тока пучка к току разряда, была величиной постоянной и равной 30%. C изменением индукции магнитного поля В и напуска газа Q эффективность извлечения также практически не менялась и определялась чисто геометрическим фактором, а именно отношением суммарной площади эмиссионных отверстий к суммарной площади всех катодных элементов газоразрядной системы. Достигнутый уровень эффективности извлечения в несколько раз превышает значения, достигаемые в разработанных к настоящему времени ионных источниках. Соответственно резко повышается энергетическая эффективность источника, что делает перспективным его использование в различных ионно-технологических процессах.
Abstract (in another language): It is preferable to use cold cathode discharge systems for the development of technlogical ion sources due to their higher life-time in comparison with thermocathode ones. Penning systems with cold cathode were used earlier in ion sources for generation of narrow beams due to sharp radial nonuniformity of generated plasma. In our experiments it was shown that it is possible to obtain uniform plasma in the system at the use of nonequipotential cathode, i.e. at the use of several cathode elements being at different potentials. On the base of performed experiments and simulations an ion source has been developed. The length and diameter of the discharge system of the source were 150 and 135 mm, respectively. Accelerating - decelerating ion optics was used, including 163 apertures with 8 mm diameter. Ion beam was generated at DC discharge operation. The ranges of accelerating voltage and discharge current were 1 – 30 kV and 30 - 100 mA, respectively. The ion beam current was 10-30 mA in these conditions, and it changed directly proportionally to discharge current. So the extraction efficiency defined as ratio of beam and disharge currents was constant equal to 30%. The extraction efficiency has not been changed practically with magnetic induction, gas pressure, or accelerating voltage and defined only by geometry factor, namely by ratio of total square of emission apertures and total square of cathode elements of the discharge system. The obtained level of extraction efficiency is several times higher in comparison with obtained one in known ion sources. So energetic efficiency increases significantly and the use of the source in ion technology is perspective.
URI: http://elib.bsu.by/handle/123456789/208400
ISBN: 985-445-236-0; 985-445-235-2
Appears in Collections:2003. Взаимодействие излучений с твердым телом

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
381-382.pdf2,32 MBAdobe PDFView/Open
Show full item record Google Scholar



PlumX

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.